【FreeSurfer】海馬サブフィールド・扁桃体のセグメンテーション

FreeSurfer

本ページではFreeSurfer 7.0でリリースされた海馬・扁桃体のセグメンテーションを行うモジュールについて解説します。

本モジュールはFreeSurfer 6.0における海馬モジュールの後継として開発されています。海馬と扁桃体を同時にセグメンテーションし、海馬に関してはは追加で3つのボリュームセット(HBT, FS60, CA)を出力します。解析法として下記の3つがあります。

  1. Recon-allされたT1強調画像のみを使用
  2. 複数の画像データを用いる(ex. T1WIに加えてT2WIを追加する)
  3. T1強調画像の縦断的解析を行う

本ページでは1について記載します。予めT1WIを用いたRecon-all後のデータが必要になりますので、FreeSurferのインストール及びRecon-allまでの手順に関してはこちらをご確認ください。

また、MacOSのupdateでデフォルトシェルがzshになっている方は、bashに戻しておきましょう。下記コマンドを入力の上でターミナルを再度立ち上げてください。

chsh -s /bin/bash

インストール

海馬モジュールはFreeSurfer7.0に搭載されているため、追加のインストールは必要ありません。しかし、モジュールの使用のためにMatlabR2014bランタイムが必要になります。下記コマンドをターミナルに入力してください。

fs_install_mcr R2014b

fs_install_mcrが使用できない場合は下記コマンドも試してみてください。

cd $ FREESURFER_HOME / bin && curl https://raw.githubusercontent.com/freesurfer/freesurfer/dev/scripts/fs_install_mcr -o fs_install_mcr && chmod + x fs_install_mcr

また、権限の問題でインストールが上手くいかない際は、インストール先であるusr/local/freesurfer/7.1.1 ディレクトリを対象にchmodコマンドを使って権限を付与しましょう。

セグメンテーションの実行

次に海馬・扁桃体セグメンテーションを行います。Recon-allを実行済みのサブジェクトを用意してください。今回はtest001というサブジェクトを使用します。

cd $SUBJECTS_DIR
segmentHA_T1.sh test001

少し時間はかかりますが、下記のように表示されれば成功です。

freesurfer > subjects > test001 > mri 内に関連ファイルが出力されていることを確認しましょう。

セグメンテーションの確認

[lh/rh].hippoAmygLabels-T1.v21.mgzに0.333mmボクセルのセグメンテーション情報が保存されています。また、[lh/rh].hippoAmygLabels-T1.v21.[hierarchy].mgz ([hierarche]=HBT, FS60, CA)に上述した異なるセグメンテーションが保存されています。

freeviewを用いてセグメンテーションされた画像データを確認できます。

cd $SUBJECTS_DIR
freeview -v \
test001/mri/nu.mgz \
test001/mri/lh.hippoAmygLabels-T1.v21.mgz:colormap=lut \
test001/mri/rh.hippoAmygLabels-T1.v21.mgz:colormap=lut 

・HBTセグメンテーション

cd $SUBJECTS_DIR
freeview -v \
test001/mri/nu.mgz \
test001/mri/lh.hippoAmygLabels-T1.v21.HBT.mgz:colormap=lut \
test001/mri/rh.hippoAmygLabels-T1.v21.HBT.mgz:colormap=lut 

・FS60セグメンテーション

cd $SUBJECTS_DIR
freeview -v \
test001/mri/nu.mgz \
test001/mri/lh.hippoAmygLabels-T1.v21.FS60.mgz:colormap=lut \
test001/mri/rh.hippoAmygLabels-T1.v21.FS60.mgz:colormap=lut 

・CAセグメンテーション

cd $SUBJECTS_DIR
freeview -v \
test001/mri/nu.mgz \
test001/mri/lh.hippoAmygLabels-T1.v21.CA.mgz:colormap=lut \
test001/mri/rh.hippoAmygLabels-T1.v21.CA.mgz:colormap=lut 

[lh/rh].hippoSfVolumes-T1.v21.txtには海馬の体積量が、[lh/rh].amygNucVolumes-T1.v21.txtには扁桃体の体積量が記録されています。

筆者の現在の環境は macOS Monterey version 12.0.1です。

追記(2022.7.29): Freesurfer 7.1.1のHippocampalSubfieldsAndNucleiOfAmygdalaにおいて、Label 231-246と解剖学的部位との対応がFsTutorialAnatomicalROIFreeSurferColorLUTに記載されていないようです。4つのラベルの出力内容の違いについては公式サイトをご参照ください。

203	 parasubiculum
204	 presubiculum
205  subiculum
206	 CA1
208  CA3
209	 CA4
210	 GC-DG
211	 HATA
212	 fimbria
214	 molecular_layer_HP
215	 hippocampal_fissure
226	 HP_tail
231	 HP-body
232	 HP-head
233	 presubiculum-head
234	 presubiculum-body
235	 subiculum-head
236	 subiculum-body
237	 CA1-head
238	 CA1-body
239	 CA3-head
240	 CA3-body
241	 CA4-head
242	 CA4-body
243	 GC-ML-DG-head
244	 GC-ML-DG-body
245	 molecular_layer_HP-head
246	 molecular_layer_HP-body
7001 	Lateral-nucleus
7003 	Basal-nucleus
7005 	Central-nucleus
7006	Medial-nucleus
7007	Cortical-nucleus
7008	Accessory-Basal-nucleus
7009	Corticoamygdaloid-transitio
7010	Anterior-amygdaloid-area-AAA
7015	Paralaminar-nucleus

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